به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « sediment transport » در نشریات گروه « عمران »

تکرار جستجوی کلیدواژه «sediment transport» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • Evaluation of Human Interventions on Longshore Sediment Transport in Damietta Port Area
    Ahmed Ibrahim *, Anas El Molla, Hany Ahmed
    Coastal regions are increasingly vulnerable to climate change-induced hazards such as erosion, with the combination of environmental threats and human activities exacerbating the vulnerability of these ecosystems. The study, spanning eight decades (i.e. 1940-2020), utilizes ECMWF-ERA5 data and a high-resolution model (MIKE21 SM) to simulate Longshore Sediment Transport (LST) in response to human interventions. Model accuracy is validated against observed data from the Damietta buoy and 2011 bathymetry data. Additionally, comparisons with the estimated LST from previous regional studies confirm the model's reliability. The investigation focuses on identifying trends in LST before and after human interventions, including the construction of Damietta Port (DP) and subsequent coastal protection structures. Two different trend analysis methods, linear regression and Theil-Sen, are used to capture temporal variations in LST. According to Theil-Sen, trend values increased as a result of the port construction, with Gross LST (GLST) and Net LST (NLST) increasing by 100-160%, respectively. However, both GLST and NLST experienced significant decreases following coastal protection (i.e. 27-24%, respectively). Moreover, the correlation analysis of wave parameters and LST revealed a variety of relationships over periods, illustrating the complicated relationship between sediment transport processes and human activities. Notably, prior to the construction of DP, there were strong correlations between NLST, wave height, and peak wave period (i.e. R=0.81-0.79, respectively), but these decreased significantly after construction (i.e. R=0.59-0.60). Following coastal protection, correlations with sediment transport increased (i.e. R=0.79-0.77).
    Keywords: Coastal Hazard, Wave Climate, Long-Term Trend, Sediment Transport, MIKE21SM}
  • Parisa Pourabedini *, MohammadAli Banihashemi

    There have been many dam removals around the world in recent decades due to safety issues, reservoir volume loss, and other factors. Sediments are deposited in dam reservoirs after years of operation, and sediment transfer downstream following dam removal requires further investigation. The aim of this research is to analyze and predict the effects of removing the dam on sediment transport, especially fine sediment transport on steep slopes. A case study of the Zonouz Dam in East Azerbaijan Province is used to demonstrate this. Sediment transport is predicted using a one-dimensional numerical model called DREAM1. Three sediment transport equations were considered for this grain size and slope to choose the most appropriate one. These equations include Brownlie, Smart and Rickenmann. Next, their results were collected for 350 laboratory experiments with conditions similar to modeling and the results were compared with each other. The calculations revealed a lower error in the Brownlie equation results. Sediment transport following the removal of the Zonouz Dam was modeled numerically for wet, dry, average, and recorded discharges. Based on the modeling results, erosion rates were high in the early years but decreased over time. Moreover, the dispersion mechanism is dominant over translation in the evolution of the pulse, resulting in sediments being transported downstream up to 11 kilometers. According to the results, approximately 82% of the sediments will be eroded after seven years under the hydrological conditions present at the Zonouz Dam.

    Keywords: Dam removal, Sediment transport, DREAM, Zonouz Dam}
  • Mahdi Majedi-Asl, Mehdi Kouhdaragh, Mehdi Fuladipanah *
    As a destructive process, scouring exposes bridge foundations to failure and disastrous consequences. Control structures of various arrangements are capable to change and manage the adverse effects. This paper aims to investigate the effect of submerged vanes of a quasi-triangular arrangement (of heights 0, 4, and 6 cm), eppi, and sills (of height 4.5 and 9 cm) on scour development. All tests were executed in a rectangular slope-less flume covered with sediments of D50=1.8 mm. Temporal and equilibrium scour depth were mapped for Froud numbers: 0.15, 0.2, 0.25, and 0.6. Results clarified the aggregate effect of the eppies on the scour depth due to section contraction. Submerged vanes and sill were set up to deteriorate sediment transport. Although the vane of height 4 cm had the most superior performance, but the sill installation of height 4.5 cm greatly increased vane's effect, so that a remarkable reduction of scour was occurred at the first pier foundation.
    Keywords: Sediment transport, Control structures, Scouring, Bridge pier}
  • حامد فرهادی، کاظم اسماعیلی*، مانوسوس والیراکیس، عبدالرضا ظهیری

    استفاده از حسگرهای برداشت پارامترهای دینامیک ذره می تواند به شناخت بیشتر از دینامیک ذرات در حال انتقال منتج شود. در پژوهش حاضر، از یک ذره ی کروی پیش ساخته با چگالی های متفاوت که با حسگرهای میکروالکترومکانیکال تجهیز شده است ذره ی هوشمند، برای برداشت داده های شتاب، چرخش و جهت ذره، هنگام انتقال در مجاورت بستر تحت جریان آب در فواصل زمانی بسیار کوتاه $0/004$ ثانیه در پژوهش حاضر استفاده شده است. در این راستا، یک سری آزمایش با دبی های مختلف که شرایط انتقال ضعیفنزدیک آستانه و انتقال قویبعد از آستانه با اعداد رینولذر به نسبت بزرگ تردر آن پوشش داده شده است، انجام شده است. انرژی جنبشی ذره به عنوان انرژی تبادل یافته بین ذره با پیرامون جریان آب، ارتباط ذره با ذرات بستربررسی شده است. بررسی میزان دریافت و هدررفت لحظه یی انرژی ذره نشان داد که تغییرات تبادل انرژی با افزایش عدد رینولدز ذره به صورت نمایی کاهش می یابد. توابع توزیع احتمالاتی حاکم بر انرژی جنبشی ذره تولید و براساس نتایج مشخص شد که تابع توزیع احتمالاتی ویبول در شرایط آستانه و تابع توزیع احتمالاتی لوگ نرمال در شرایط انتقال قوی تر و تعادلی، رفتار ذره را بهتر توصیف می کند.

    کلید واژگان: انتقال رسوب, حرکت تصادفی ذرات بستر, دینامیک انتقال, ذره ی هوشمند, حسگر}
    H .Farhadi, K. Esmaili *, M. Valyrakis, A. Zahiri

    Coarse particle motion behavior plays a crucial role in sediment and hydraulic engineering, though its physics is still not fully understood. Disregarding the inherently stochastic nature of the sediment transport leads to various equations for bedload transport which are now being challenged due to their poor results. By applying sensors, like accelerometers and gyroscopes, particle transport physics could be carried out in a more scrutinized approach. In this study, an instrumented synthetic particle ("so-called" the smart particle) was designed and applied (with different densities) in sets of laboratory experiments that covered a hydraulics domain between low transport regime (near- and above-threshold) and higher transport regime (above threshold with a relatively high Reynolds number) conditions. Using the instrumented particle (smart-particle) could bring opportunities to learn more about the physics of the bed particle transport in rivers for different regimes and could bring data in hand for instantaneous particle changes throughout time (hear 0.004 seconds used for data sampling). Therefore, the kinetic energy as a parameter that delivers the behavior of particle energy interaction between the exposed particle and its surroundings (flow and the bed particles) was chosen to be studied. Since the dynamic features of the particle in transport are stochastic, the probability distribution functions, which could describe the particle behavior, were selected (Weibull, Lognormal, Normal, and Gamma distributions). In this case, it was shown that the Weibull distribution best described the particle kinetic energy in lower transport regimes, while for a higher transport regime, the Log-normal distribution worked better. Furthermore, the energy signals of the particle moving throughout the flume for different transport regimes were derived, and it was shown that the average energy gain and loss of the particle decreased exponentially as the particle Reynolds number increased. The presented results here could also be applied in similar hydraulic conditions in eco-hydraulic topics, specifically macro-plastic movement as bedload in river courses and the Aeolian research.

    Keywords: Sediment transport, Smart-particle, Stochastic behavior of particle motion, transport dynamics}
  • امین محمودی مقدم*، سعید صالحی، طیب صادقی فر

    استفاده از زبری در بدنه ی بالادست و پایین دست پایه ی پل ها، تاثیر مستقیمی در کاهش آبشستگی خواهد داشت. از این رو، در جهت تعیین شرایط بهینه، 108 آزمایش به ازاء شرایط مختلف زبری نصب شده برای بررسی تاثیر در آبشستگی اطراف پایه ی پل، طرح ریزی شده است. مقایسه ها بین مدل های زبری پیوسته و ناپیوسته نشان داد که با اجرای ناپیوسته ی زبرهای مستطیلی و مثلثی، میزان بیشینه ی عمق آبشستگی به صورت محسوسی کاهش پیدا کرده است. درنهایت، با استفاده از آنالیز طیف قدرت و به کارگیری داده های سرعت سنجی، به بررسی میزان قدرت مولفه های سرعت در نقطه ی بیشینه ی آبشستگی پرداخته شده است. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار شدت آشفتگی، در زمان بیشترین مقدار طیف قدرت رخ داده است. بررسی داده های سرعت نشان داد که سرعت در جهت قایم در حالت پایه ی پل بدون زبری، بیشترین مشارکت را در افزایش شدت آشفتگی در جلوی پایه ی پل ایفا کرده است. همچنین ناپیوسته کردن زبری، باعث تغییر در ساختار گردابه های پایین رونده به سمت جلو شده است که درنهایت تغییر مشارکت سرعت ها در بیشینه ی مقدار آشفتگی را به دنبال داشته است.

    کلید واژگان: آبشستگی, شدت آشفتگی, عدد رینولدز, انتقال رسوب ها, طیف قدرت}
    Amin Mahmudi Moghadam *, S. Salehi, T. Sadeghigar

    Laboratory experiments were carried out to investigate the hydraulics, turbulence structure, and sediment removal capacity of bridge pier with different adjusted roughness. Four experimental models of the roughness were employed to measure the effect of the geometry of the roughness on the scour hole formation and depth. The effects of roughness geometry on the turbulence structure and local erosion through the bridges were studied for one sand sediment size. The three-dimensional velocity profiles and turbulence characteristics of flow downstream and upstream of the bridge pier were measured by Acoustic Doppler velocimetry (ADV) technique due to different adjusted roughnesses. After filtration process by WinADV software, the contour plots of the turbulence kinetic energy were depicted due to triangular roughness. The maximum longitudinal eroded section, which is commonly located by bridge pier corners, was measured through the experiments. The results of the scour hole measurements indicate that due to increasing the length of the roughness, the scour hole depth values decreased; however, increasing the vertical distance has the same effect on the scour hole formation. Furthermore, different geometries of the employed roughness illustrate that the triangular roughness has less scour hole depth than other experimental models with the same hydraulic condition. The detailed information of the magnitude, distribution, and probability of turbulence structures was extracted from time-series data using power spectra. The turbulence data were compared with the topography of upstream erosion. Analysis of the power spectrum density function indicated that the discontinuous adjusted roughness remarkably reduced the downward energy level of vortexes at the upstream of bridge pier, which is supposed that the gap opening through the roughness can increase downward jets impact. It appears that this condition reduces the turbulence kinetic energy near the bed elevation at the upstream face of squire bridge pier.

    Keywords: Scour hole, turbulence, Reynolds stress, Sediment transport, power spectrum}
  • حامد فرهادی، کاظم اسماعیلی*، مانوسوس والیراکیس، عبدالرضا ظهیری

    حرکت رسوب با اهمیت فراوانی که در مهندسی و علم هیدرولیک دارد فیزیک کاملا شناخته شده ای ندارد. نادیده گرفتن حرکت نوسانی و طبیعت ناپیوسته انتقال بار بستر، کاربرد روابطی که بر این اساس برای تخمین بار انتقال رسوب ارایه شده اند را دچار چالش کرده است. این پژوهش سعی دارد حرکت غیر معلق (حرکت بار بستر) یک ذره با وزن های متفاوت را در شرایط مختلف جریان با استفاده از تکنیک های رهگیری ذره، مورد کاوش قرار دهد و آن را در قالب توابع توزیع احتمالاتی توصیف کند. با مشخص شدن رفتار آماری در رابطه با عامل یا عوامل موثر انتقال در رژیم های مختلف انتقال رسوب، می توان اظهار نظر دقیق تری داشت. در این راستا با استفاده از تکنیک رهگیری ذره (PTV)، موقعیت ذره در هر سری آزمایش مشخص شد. در نهایت با محاسبه سرعت لحظه ای ذره توابع توزیع احتمالاتی مختلف بر داده ها برازش داده شد تا بهترین تابع با توجه به معیار سنجش آماری کولموگروف-اسمیرنوف انتخاب شود. نتایج نشان داد که انتقال ذره در اعداد رینولدز پایین جریان از تابع توزیع لوگ-نرمال و در اعداد رینولدز جریان بالا از تابع توزیع نرمال تبعیت می کند. با توجه به اهمیت کاربرد نتایج در مهندسی، به دلیل اینکه قالب پژوهش، قالب آماری و توصیف پدیده تصادفی بوده است می توان با در نظر گرفتن شرایط مختلف جریان (اعداد رینولدز) احتمال وقوع سرعت ذرات را با استفاده از توابع توزیع ارایه شده، تخمین زد. همچنین نتایج این پژوهش در شرایط هیدرولیکی مشابه از جمله پژوهش های اکو-هیدرولیک قابل استفاده می باشد.

    کلید واژگان: انتقال رسوب, بار بستر, تابع توزیع احتمالاتی, ردیابی سرعت ذره, حرکت تصادفی ذرات}
    Hamed Farhadi, Kazem Esmaili *, Manousos Valyrakis, Abdolreza Zahiri

    Sediment motion behavior plays an important role in the sediment and hydraulic engineering, though its physics is still not fully understood. Ignoring the stochastic nature of the sediment transport leads to various equations for bedload transport which are now being challenged due to their results. In this study, the non-suspended particle motion (bedload transport) in different hydraulic conditions was assessed by a particle tracking technique called the Particle Tracking Velocimetry (PTV). The results of the PTV were applied to describe the particle behavior throughout the probability distribution functions. Knowing the particle motion behavior would be a guidance to learn more about the parameter/s governing the particle transport in different sediment transport regimes. After calibrating and validating the frames (resulted from the PTV), the instantaneous particle velocity was measured. Different probability distribution functions were assessed with Kolmogorov-Smirnov criterion to find the best function which fits the collected data (i.e. the particle velocity). It was shown that the probability distribution function is Log-Normal for lower particle Reynolds number and on the other hand, in the higher particle Reynolds number, the Normal distribution is best describing the particle velocity. The results of this research also could be applied in similar hydraulic conditions in eco-hydraulic field, specifically macro-plastic movement as bedload in river courses.

    Keywords: Bedload, Intermittent particle motion, Particle tracking velocimetry, Probability distribution function, Sediment Transport}
  • Nargess Moghaddassi, Seyed Habib Musavi Jahromi *, Amir Khosrojerdi

    In this study, variations in water surface profile and bed topography along a meandering path were examined under different experiment durations. Although several studies have been conducted on sediment and scour in open channels, addressing temporal variations in meandering channels requires independent, merely experimental research. In this regard, a meandering laboratory flume consisting of two consecutive 180-degree bends was used in this study. The test was conducted under clear water conditions and in 6 different durations equal to 0.2, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, and 1 times the equilibrium time (240 minutes). Results indicated that at the downstream bend, lengthening the test time from 0.2 to 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, and 1 times the equilibrium time added to the maximum scour by 70, 100, 115, 120, and 165%, and also increased the maximum sedimentation by 30, 25, 45, 45, and 45%, respectively. Moreover, with a comparison made between the average transversal water surface profile for 0, 120, and 240-minute duration tests, it was observed that when these transversal profiles were displaced from 45 degrees to 90, 135, and 180 degrees, the water surface at the inner bank was lowered by 2, 5, and 7% and that at the outer bank decreased by 2, 6, and 12%, respectively.

    Keywords: Scour, Sediment transport, Critical Velocity, Meandering River, Open channel}
  • رقیه قاسم پور، کیومرث روشنگر*

    رسوب گذاری یکی از مشکلات جدی در لوله های انتقال آب و فاضلاب شهری است که انتقال جریان آب را مختل میکند. به دلیل پیچیدگی پدیده رسوب و تاثیر چندین پارامتر موثر، تعیین معادلات حاکم بر این پدیده مشکل بوده و روابط تجربی نیز از دقت کافی برخوردار نیستند. در این تحقیق کارایی روش هوشمند رگرسیون فرآیند گاوسی (GPR) در تخمین رسوب در لوله های دایروی شکل انتقال دهنده آب باران در دو بستر صاف و زبر بررسی شده است. در این راستا، با استفاده از روش آنالیز فاکتوریل و با در نظر گرفتن مشخصات هیدرولیکی و ذرات رسوبی، ابتدا پارامترهای دارای همبستگی بیشتر با دبی رسوبی در هر نوع لوله تعیین شد. سپس، با استفاده از این پارامترها مدل های متفاوتی تعریف گردید و با استفاده از سه سری داده آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، دقت نتایج حاصله با معادلات تجربی انتقال رسوب مقایسه شد. نتایج حاصله کارایی و برتری روش هوشمند GPR را در تخمین انتقال رسوب از لوله های فاضلابرو نسبت به معادلات تجربی نشان داد. در هر دو نوع لوله مدل با پارامترهای λs, Fm, Dgr, d50/y مدل برتر به دست آمد. همچنین مشاهده شد که قطر لوله بر کارایی مدل ها تاثیرگذار بوده و با افزایش قطر لوله دقت مدل افزایش می یابد. لوله با قطر 305 میلی متری نتایج دقیق تری را ارایه داد. نتایج آنالیز حساسیت به دو روش فاکتوریل و حذفی نیز نشان داد که پارامتر d50/y تاثیرگذارترین پارامتر در تخمین دبی رسوبی در هر دو لوله با بستر صاف و زبر است.

    کلید واژگان: انتقال رسوب, رگرسیون فرایند گاوسی, روش آنالیز فاکتوریل, لوله با بستر صاف و زبر, لوله های انتقال آب}
    Roghayeh Ghasempour, Kiyoumars Roushangar *

    One of the common phenomena in water and urban wastewater transport pipes is sedimentation. Due to complexity of sedimentation phenomenon and influence of various parameters, determining the governing equations are difficult and classical mathematical models are not sufficiently accurate. In this study, capability of Gaussian Process Regression (GPR) in predicting sediment discharge in circular rainwater transport pipes with smooth and rough beds was investigated. In this regard, hydraulic and sediment parameters which had most correlation with sediment discharge were determined using factorial analysis. Then, different models were developed and using three experimental data series were investigated. Then, the accuracy of the results was compared with the classical sediment transport models. The results showed the high efficiency of the intelligent GPR model in prediction of sediment discharge in rainwater transport pipes compared to the classical methods. In both pipes the model with input parameters λs, Fm, Dgr, d50/y which are relative sediment size, non-dimensional sediment size, fraud number of sediments, and total roughness coefficient, respectively, was obtained as superior model. It was also observed that pipe diameter affected the models efficiency and with increasing pipe diameter, model accuracy increased. The pipe with a diameter of 305 mm led to more accurate results. Factorial and omitted sensitivity analysis showed that d50/y was the most effective parameter in estimation of sediment discharge in both smooth and rough pipes.

    Keywords: Factorial analysis method, Gaussian process regression, Sediment Transport, Smooth, rough bed pipes, Water transport pipes}
  • رضا شعبانی، سید محمدعلی زمردیان*، مسیح ذوالقدر

    برداشت بی رویه و غیرفنی شن و ماسه از رودخانه ها اثرات نامطلوب مورفولوژیکی و محیط زیستی زیادی را به همراه داشته است. با توجه به پرهزینه بودن ساخت مدل های فیزیکی از رودخانه ها، استفاده از مد ل های عددی برای شبیه سازی هیدرودینامیک و انتقال رسوب کمک قابل توجهی به شناخت پدیده های مرتبط از جمله بررسی اثرات منفی برداشت شن و ماسه در رودخانه های مختلف می کند. در این پژوهش ابتدا توانایی مدل دو بعدی مایک 21 در شبیه سازی انتقال چاله برداشت مصالح از طریق مقایسه با داده های آزمایشگاهی مورد سنجش قرار گرفته است.  پس از اطمینان از توانایی مدل، بازه ای از رودخانه حله به عنوان مطالعه موردی بررسی گردیده است. جهت صحت سنجی مدل عددی، آزمایش هایی طراحی و اجرا گردید. نتایج نشان دهنده ی عملکرد قابل قبول مدل مایک 21 در شبیه سازی هیدرودینامیک جریان و رسوب می باشند. به عنوان مطالعه موردی، بررسی اثرات چاله برداشت شن و ماسه بر رودخانه و پل موجود در آن در روخانه حله مورد توجه قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که در رودخانه حله به ازای هیدروگراف سیل با دوره بازگشت 25 ساله، چاله ی برداشت شن و ماسه موجب کاهش تراز نیمرخ بستر به میزان 27/1 متری در محدوده پل شده است.

    کلید واژگان: چاله برداشت مصالح, شبیه سازی عددی, انتقال رسوب, مدل مایک 21}
    Reza Shabani, Seyed Mohammad Ali Zomorodian*, Masih Zolghadr

    Sand and gravel are essential materials for developing purposes in infrastructures and many various purposes. Iran, is a developing country and numerous infrastructure projects all around the country are under construction. This issue, demonstrates the growing demand for sand and gravel harvesting. Irregular and non-technical harvesting of sand and gravel from rivers, plays an important role in unwanted morphological and environmental side-effects. Physical modeling and numerical simulation are two main techniques to investigate this phenomenon. Considering the high cost of constructing physical models, application of numerical tools for simulation of hydrodynamics and sedimentation has made a significant help for understanding the related phenomenon including the effects of sand and gravel removal in different rivers. In this study, the accuracy of the MIKE21 as a two-dimensional numerical tool, in simulation of sand harvesting hole displacement was investigated by comparison with laboratory data. For this purpose, nine experiments with different dimensions of excavation holes were designed in a 10 m long and 0.7 m wide laboratory flume with uniform sand bed materials. (D50=0.71mm). Two types of triangular and trapezoidal excavation holes were tested. Four important point plus depth and area of the excavated hole were considered as base points of comparison between simulated and experimental results. The flow depth was constant during all experiments (12 cm) and clear water condition was considered (v/vc=0.95). Acceptable agreement between numerical and experimental results was observed. However, the accuracy of the model was more in larger holes whereas the maximum error in predicting the migrated hole geometry in trapezoidal holes was about a half of triangular ones. After verifying the numerical model in laboratory, a specific reach in Helleh river was considered as a case study. Initially one-dimensional model of the river was simulated with HEC-RAS. 25 years return period flow hydrograph was introduced as the upstream boundary condition. Normal flow depth at Helleh Lagoon and time series of the water surface elevation changes of the Persian Gulf were introduced as two downstream boundary conditions. The boundary conditions of the selected reach for   two-dimensional modeling were extracted from one-dimensional simulation. After setting up the two-dimensional model, the effect of sand and gravel mining on a bridge in the reach was investigated in two different scenarios. The distance of the sand mining hole to the bridge was selected as 1000 m and 100 m respectively in two scenarios. It should be noted the simulation was conducted only for a 25 years return period within 16 days. More severe floods can leave more significant effects on the river and in-line structures. The results indicated that for a flood event with a return period of 25 years which was considered for simulation, sand and gravel mining had changed the hydraulic parameters and bed profile significantly, so that the flow depth at the vicinity of the excavation hole was raised up to 77% in second scenario. The flow velocity was reduced up to 75% in the first scenario and the bed profile was decreased up to 1.27m at the foundation of the bridge in the second scenario. Initial signs of river meandering were emerged in the second scenario where the flow was deviated to the mining hole.

    Keywords: Sand, gravel mining, Numerical simulation, Sediment transport, Mike21 model}
  • حجت الله یونسی*، محمدحسین امید، سیدعلی ایوب زاده
    در رودخانه هایی با مقطع مرکب معمولا وجود زبری نسبتا زیاد سیلاب دشت ها در مقایسه با کانال اصلی، باعث اختلاف سرعت در کانال اصلی و سیلاب دشت ها می شود. اختلاف سرعت نیز لایه های برشی در محل اتصال جریان کانال اصلی و سیلاب دشت را تولید می کند و تشکیل لایه های برشی نیز باعث تولید آشفتگی هایی در صفحه مشترک کانال اصلی و سیلاب دشت می شود. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی تاثیر زوایای مختلف واگرایی سیلاب دشت ها با زبری های متفاوت بر هیدرولیک جریان و میزان انتقال رسوبات بار بستر پرداخته می شود. آزمایش های این تحقیق در یک کانال بتنی با مقطع مرکب مستطیلی متقارن انجام شده است. درمجموع 36 آزمایش (9 آزمایش در حالت منشوری و 27 آزمایش در حالت غیرمنشوری) انجام شده است برای اندازه گیری سرعت در مقاطع مختلف طولی برای آزمایش هایی که با اعماق نسبی 0/15 و 0/25 بودند از میکرومولینه و برای آزمایش های با عمق نسبی 0/35 از سرعت سنج سه بعدی(ADV) با فرکانس 200 هرتز و مدت زمان یک دقیقه برای هر 20 میلی متر از عمق جریان و در فواصل عرضی مشخص استفاده شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که افزایش هر سه عامل نسبت زبری، زاویه واگرایی و عمق نسبی باعث تغییرات چشمگیری در هیدرولیک جریان و میزان انتقال رسوب خواهد شد.
    کلید واژگان: انتقال رسوب, سیلاب دشت, کانال مرکب, مقطع غیرمنشوری}
    Hojjatallah Yonesi *, Mohammad Hosein Omid, Seyed Ali Ayyoubzadeh
    In rivers with a compound section, typically the relatively high roughness of floodplains, as compared with the main channel, grounds the speed difference in these two ( main channel and floodplains). The velocity dissimilarity also creates shear layers at the interface point of the main channel and the floodplain. The development of shear layers will also cause turbulence in the mutual plane of the main channel and the floodplain. In such conditions, the average flow speed cannot be applied to compute parameters such as shear stress, bed-load discharge, and so forth. Laboratory experiments was carried out to investigate the effects of floodplain divergence on flow hydraulic and the rate of sediment transport through roughness and different divergent angles. This research 36 tests were done at a concrete flume with compound channel cross section (9 and 27 tests with prismatic and Non-prismatic cross section respectively). By using a micro-propeller and ADV (with 200 Hz frequency) in different sections the velocity were measured. For depth ratio of 0.15 0.25 was used the micro-propeller and depth ratio 0.35 was used the ADV. The results reveal that the increase in all three factors of roughness, divergence angle, and relative depth cause dramatic changes in hydraulic of flow and sediment transport.
    Keywords: Sediment transport, Flood plain, Compound channel, Non- prismatic cross section}
  • حسین منتصری *، مسعود قدسیان، سیدعلی اکبر صالحی نیشابوری
    در این مقاله با استفاده از تزریق رسوب روی بستر صلب، به بررسی چگونگی شک لگیری توپوگرافی بستر و سازوکار ورود رسوبات به آبگیر در یک کانال قوسی U شکل پرداخته شد. بدین منظور یک دستگاه تزریق رسوب با نرخ یکنواخت و قابل تنظیم، طراحی و ساخته شد. بر اساس توصیه های پژوهشگران پیشین، آبگیر جانبی در موقعیت 115 درجه از این قوس و با زاویه انحراف 45 درجه نسبت به جریان نصب شد. دستگاه تزریق رسوب در بالادست قوس مستقر شد و نرخ رسوب تزریق شده برابر با ظرفیت انتقال رسوب جریان در مسیر مستقیم بالادست قوس در نظر گرفته شد تا هیچگونه رسوبگذاری در بالادست قوس انجام نشود. برای تحلیل نتایج، میدان جریان حول آبگیر جانبی در قوس با استفاده از سرعت سنج سه بعدی ADV در حالت بستر صلب برداشت شد.
    در این پژوهش اثر عدد فرود و دبی آبگیری بر پدیده انتقال رسوب در قوس و سازوکار ورود رسوبات به آبگیر بررسی شد. نتایج نشان داد به ازای اعداد فرود و دبی های آبگیری مختلف همواره پس از زمان تعادل یک پشته رسوبی در جداره داخلی نیمه اول قوس و یک پشته رسوبی دیگر در جداره داخلی نیمه دوم قوس و پایین دست آبگیر بوجود می آید اما با کاهش عدد فرود توسعه عرضی فرم های بستر بیشتر شده و ابعاد آنها نیز افزایش می یابد.
    همچنین نتایج حاکی از آن است که سازوکار ورود رسوبات به آبگیر به شدت تحت تاثیر دبی آبگیری قرار دارد. برای دبی آبگیری Qr=40% و عدد فرود Fr=0.38 سازوکار ورود رسوبات به آبگیر شامل ورود پیوسته رسوبات از لبه پایین دست آبگیر و ورود تناوبی رسوبات از وسط آبگیر است اما سازوکار ورود رسوبات برای دبی آبگیری %25 و عدد فرود Fr=0.38 فقط شامل ورود پیوسته رسوبات از لبه پایین دست آبگیر است. کاهش عدد فرود موجب توسعه عرضی رسوبات و رسیدن دیون های تناوبی به دیواره خارجی قوس و ورود رسوبات از لبه بالادست آبگیر است. بررسی سازوکار ورود رسوبات به آبگیر نشان می دهد که رسوبات منحرف شده به سمت آبگیر، ابتدا به سمت لبه پایین دست آبگیر منحرف شده و از این ناحیه وارد آبگیر می شوند.
    کلید واژگان: انتقال رسوب, قوس 180 درجه, آبگیر جانبی, تزریق رسوب}
    Hossein Montaseri *, Masoud Ghodsian, Seyed Ali Akbar Salehi Neyshabouri
    Sediment transport by a fluid flow is one of the most important two phase flows in the nature.
    Predicting river behavior at bends is important since rivers rarely run on straight paths in nature, and most rivers have meandering forms. In a river bend the presence of centrifugal force leads to the formation of secondary flow. As a result water particles near the surface are driven outward and the flow at the bed of a channel is directed toward the inner bank. Therefore locating the intake at outer bank of bend is one of the ways to reduce sediment intern to the lateral intake.
    Due to the existence of secondary current in channel bends, the mechanism of flow and sediment transport is much complex whereas locating lateral intake at outer bank of the bends decreases this complexity.
    Lateral intakes are hydraulic structures, used for water conveyance for domestic, agricultural and industrial purposes, characterized by a very complex three-dimensional morphodynamic behavior: since streamlines near the lateral intake are deflected, some vortices are formed; also, the pressure gradient, shear and centrifugal forces at the intake generate the flow separation and a secondary movement responsible for local scour and sediment deposition.
    Knowing the mechanisms of sediment transport in the channel bends with lateral intake and the manner in which sediments can enter the diversion can help engineers in the better design of these hydraulic structures.
    In this paper, sediment transport phenomena and mechanisms of sediment entry to the lateral intake were carried out in a 180 degree channel bend using injection of sediment on rigid bed. In this order, a sediment injection device with uniform and adjustable rate were designed and made. The intake were installed in position 115 degree of bend with 45 degree diversion angle according to previous research suggestion. The sediment injection device were fixed at upstream of the bend and dried sediment with the rate of equal to the capacity of the channel upstream of the bend were injected.
    In order to analyzing the results, three components of flow velocity were measured using 3D Acoustic Doppler Velocimeter (Vectrino). Moreover, the sediment movement path in different times and diverted sediment ratio to intake are measured.
    In this research, effect of Froude Number and diversion discharge ratio on sediment transport in the bend and mechanism of sediment entry to the intake were considered. The results showed that in different Froud number and diversion discharge rate, after equilibrium time, a sediment accumulation occurred in section 45 degree of bend and another sediment accumulation occurred in section 135 degree of bend near inner bend. The reduction of Froud number caused development of bed forms and their heights. Also the results showed the mechanism of sediment entry to the lateral intake is affected by diversion discharge ratio. In Qr=40% (and Fr=0.38), the mechanism of sediment entry were consisting of continues entrance from downstream edge of intake and periodic entrance from upstream of the intake but in Qr=25% (and Fr=0.38), the mechanism of sediment entry were only consisting of continues entrance from downstream edge of intake.
    Keywords: sediment transport, 180? channel bend, lateral intake, Sediment Injection}
  • Comparing the Scour Upstream of Circular and Square Orifices
    Hooman Hajikandi *, Hassan Vosoughi, Saeed Jamali
    Scour pattern upstream of square and circular orifices with equal opening areas of 38.45 cm2 are compared experimentally. A total of 16 tests for four constant heads, two initial conditions of fixed bed versus mobile bed and two non-cohesive sediments used as the bed layer are performed. The bed profile is surveyed by an acoustic bed profiler and the velocity distribution is measured using an ADV instrument. In the fixed-bed tests the thickness of sediment layer below the orifices’ invert is 2 mm and the observations show that the influence zone, which is the zone exposed to excess shear stress in which particles are removed, is elliptically shaped in both orifices with larger ellipse radius in transverse direction. The influence zone area upstream of square orifice is 1.46 times larger than the circular orifice. Observations of the mobile-bed tests indicate that the geometrical scour parameters, namely maximum depth of scour, length and width of the scour hole increase with the head of water upstream of both orifices. It is also found that the maximum scour depth upstream of square orifice is approximately two times deeper than that of circular orifice. Meanwhile, scour length and width, upstream of square orifice are, respectively, 10–15 and 20–33% larger than those of circular orifice. Finally, the measurements of the longitudinal velocity profiles along the centrelines of the orifices for both orifices are performed. The results indicate the existence of three separate zones of velocity distribution upstream of the orifices.
    Keywords: Circular orifice , Scour , Sediment transport , Square orifice, Vortex action}
  • اکبر محمدیها، مجید حیدری *، جلال صادقیان، علیرضا عمادی
    یکی از روش های سازه ای ارزان قیمت کنترل سیلاب، استفاده از سدهای پاره سنگی فاقد هسته است. جریان های سیلابی معمولا بار رسوبی بالایی دارند و با توجه به بزرگ بودن خلل و فرج بدنه این سدها، همراه با آب مقدار زیادی رسوب به داخل بدنه سد نفوذ می کند. بنابراین تعیین غلظت رسوب در نقاط مختلف بدنه به منظور تعیین نقاط بحرانی از نظر رسوب گذاری، میزان تله اندازی رسوب، میزان رسوب عبوری و... از اهمیت خاصی برخوردار است. لذا در این تحقیق، ابتدا بر مبنای معادلات سنت ونانت و دوجمله ای فورشهایمر و با استفاده از روش عددی حجم محدود، مدل ریاضی شبیه ساز جریان در محیط متلب تهیه و اجرا شد. سپس با استفاده از نتایج خروجی مدل و بر مبنای معادله انتقال رسوب و با استفاده از روش عددی حجم محدود، مدل ریاضی شبیه ساز توزیع غلظت رسوبات غیر چسبنده در بدنه سد پاره سنگی توسعه داده شد.
    مدل ارائه شده مقادیر غلظت رسوبات را در نقاط مختلف بدنه بر مبنای شبکه بندی در نظر گرفته شده از مرحله قبل تعیین می کند. برای ارزیابی نتایج خروجی این مدل ها از نتایج آزمایشگاهی استفاده شد. مقایسه نتایج عددی و آزمایشگاهی حاکی از صحت مدل عددی تهیه شده در شبیه سازی توزیع غلظت رسوبات بود. بطوری که بر مبنای مقایسه انجام شده بین داده های اندازه گیری شده توزیع رسوبات با مقادیر محاسباتی در سه مقطع از بدنه سد پاره سنگی، میانگین خطای نسبی 14/8 درصد بدست آمد.
    کلید واژگان: بدنه سد پاره سنگی, معادله سنت و نانت, معادله فورشهایمر, انتقال رسوب}
    Akbar Mohamadiha, Majid Heydari *, Jalal Sadeghiyan, Alireza Emadi
    Use of non-core rock-fill dams is one of the structural methods for flood control. Flood flows are usually known to have high sediment loads, and carry high content of sediment into the body of rock-fill dam with large pores that characterize the body of these types of dams. It is thus essential that the sediment concentration be determined at different points of the body so that one could determine the critical points of sedimentation, the amount of sediment passing and the amount of sediment trapped. Therefore, in the present study, a mathematical model of flow simulator was implemented in MATLAB, on the basis of Saint-Venant equations and Forchheimer equation, using finite volume method. Then the mathematical simulator model of the distribution of non-cohesive sediment concentration in the body of dam was developed, based on the model output and sediment transport equation, using F.V.M. The model determines the value of the sediment concentrations at different points of the body on the basis of the gridding from the previous stage. The experimental results were used to evaluate the output of these models. The comparison of the experimental and numerical results seemed to verify the accuracy of the numerical model. The mean value of the relative error of sediments was calculated to be 8.14 percent as determined by the comparison made between the measured data on sediment distribution and the values calculated in three sections of the body of dam.
    Keywords: Body of rock-fill dams, Saint-Venant equations, Forchheimer equation, Sediment transport}
  • کیوان توکلی، حسین منتصری*
    در این تحقیق با استفاده از نرم افزار فلوئنت به ارزیابی مدل های دوفازی اویلری و فاز گسسته لاگرانژی در مدل سازی پدیده انتقال رسوب و مکانیسم های ورود رسوبات به آبگیر جانبی واقع در موقعیت 115 درجه از یک کانال قوسی 180 درجه با روش تزریق رسوب پرداخته شده است. برای بررسی عملکرد مدل های دوفازی، روند حرکت رسوبات در زمان های مختلف از شروع تزریق درمدل های عددی با مدل آزمایشگاهی مقایسه گردیده اند. نتایج نشان دهنده عملکرد مناسب هر دو مدل در تعیین مسیر حرکت ذرات بستر در زمان های مختلف در کف کانال و مکانیسم ورود رسوبات به داخل آبگیر می باشد اما مدل اویلری از عملکرد بهتری برخوردار است. در شبیه سازی توپوگرافی بستر نیز عملکرد روش اویلری بسیار بهتر از مدل فاز گسسته بوده است. در عوض روش فاز گسسته توانایی تعیین درصد ذرات منحرف شده به داخل آبگیر را دارا می باشد. در این تحقیق اثر زاویه انحراف آبگیر و درصد دبی آبگیری بر مکانیسم شکل گیری توپوگرافی بستر، مکانیسم ورود رسوبات به آبگیر و درصد رسوب انحرافی مورد مطالعه قرار گرفته است. مکانیسم ورود رسوبات به ابگیر در دبی های آبگیری مختلف متفاوت است اما همواره دو پشته رسوبی در مجاورت قوس داخلی در نیمه اول و دوم قوس ایجاد می شود. افزایش دبی آبگیری باعث کاهش نسبی ابعاد پشته های رسوبی می گردد. مکانیسم ورود رسوبات به آبگیر تحت تاثیر زاویه انحراف آبگیر نیز میباشد. در زاویه آبگیری 50 درجه کمترین مقدار رسوب در کلیه دبی های آبگیری وارد آبگیر می گردد.
    کلید واژگان: مدل دوفازی اویلرین, مدل دو فازی فاز گسسته, توپوگرافی بستر, مکانیسم انتقال رسوب, فلوئنت}
    Hoseiin Montaseri *
    A large number of flows encountered in nature and technology are a mixture of phases. Advances in computational fluid mechanics have provided the basis for further insight into the dynamics of multiphase flows. Currently there are two approaches for the numerical calculation of multiphase flows: the Euler-Euler approach and the Euler-Lagrange approach
    In the Euler-Euler approach, the different phases are treated mathematically as interpenetrating continua. In FLUENT, three different Euler-Euler multiphase models are available: the volume of fluid (VOF) model, the mixture model, and the Eulerian model. For sedimentation, we must use the Eulerian model. The Eulerian multiphase model in FLUENT allows for the modeling of multiple separate, yet interacting phases. The phases can be liquids, gases, or solids in nearly any combination. The Lagrangian discrete phase model (DPM) in FLUENT follows the Euler-Lagrange approach. The fluid phase is treated as a continuum by solving the time-averaged Navier-Stokes equations, while the dispersed phase is solved by tracking a large number of particles through the calculated flow field.
    Sediment transport by fluid flow is one of the most important two phase flow in the nature. Due to existence of secondary current in channel bends, the mechanism of flow and sediment transport in these channels is much complex and locationg lateral intake at outer bank of the bens decreases this compelexity.
    In this paper, mechanisms of sediments transport into the intake in a 180 degree bend channel with lateral intake have been simulated whit the Eulerian and Discrete phases models in fluent software. The intake is located at the outer bank of an 180o bend at position 115° with 45° diversion angle. The effect of diversion discharge rate and diversion angle on mechanism of sediment entry to the intake was considered.
    The turbulence model is k-ε model. Model҆s in different time has performed and the result compared with laboratory result.The results show in Qr=40%, the mechanism of sediment entry was consist of continues entrance from downstream edge of intake and periodic entrance from upstream of the intake, however in Qr=25%, the mechanism of sediment entry was only consist of continues entrance from downstream edge of intake. The two models (Eulerian and Discrete phases) have shown good results. The rout mean square errors for outer boundary of the path of the particle at the channel ҆s bed for two discharges (25% and 40%) have measured.
    The number of particle in discrete phases is limited; therefore this model cannot be display the depth of sediment. The Eulerian model displays the bed topography very well. Measuring mean square errors show that the model operation for topography simulation is very well. This model shows the location of intermittent dune and location of sediment accumulation very well. The discrete phase model can be shown the particle trapped place better than the Eulerian model.
    Due to increase in intake discharge, dimension of sediment accumulation is decrease. the mechanism of sediment entry to lateral intake is affected by diversion angle of intake. the minimum sediment is entered to lateral intake at diversion angle equal to 50 degree.
    Keywords: Eulerian model, Discrete Phase Model, Bed topography, sediment transport, Fluent}
  • رضا براتی، سیدعلی اکبر صالحی نیشابوری، گودرز احمدی
    در این پژوهش، مدل سه بعدی اویلری-لاگرانژی انتقال رسوب توسعه داده شده در بخش اول این سری مقالات، به منظور پیش بینی اثرات زبری بستر کانال، دمای آب (اثر لزجت) و چگالی دانه های رسوب مورد مطالعه قرار گرفته است. پارامترهای انتخاب شده هم از نظر هیدرولیک انتقال رسوب و هم از نظر بررسی عدم قطعیت داده های آزمایشگاهی مهم هستند. نتایج نشان می دهد که افزایش زبری بستر منجر به کاهش مشخصات پرش و در نتیجه میزان انتقال بار بستر می گردد. همچنین اثر دمای (لزجت) آب در محدوده ماسه اثرات قابل توجهی دارد و ضروری است به منظور کاهش عدم قطعیت داده های آزمایشگاهی تحت کنترل قرار بگیرد. اثر چگالی رسوبات بر نرخ انتقال رسوب هم در محدوده ماسه و هم شن قابل توجه است و در نظر گرفتن دانه های با چگالی متفاوت از رسوبات طبیعی در مطالعات آزمایشگاهی می تواند اثرات قابل توجهی بر نتایج داشته باشد.
    کلید واژگان: انتقال رسوب, تحلیل حساسیت, زبری بستر, دما (لزجت) آب, چگالی}
    Reza Barati, Seyed Ali Akbar Salehi Neyshabouri, Goodarz Ahmadi
    In the present research, the developed 3D Eulerian-Lagrangian model of the sediment transport in Part A of this series is used to predict the effects of the bed-roughness height, water temperature (viscosity) and density of sediment grains. The selected parameters for the analyses are important both for sediment transport hydraulics and also uncertainties of experimental data. The results indicated that increasing bed-roughness height causes decrease in the saltation characteristics and consequently bed-load transport rate. The effects of water temperature (viscosity) are significant in the range of sand size, and it is necessary to keep it in the control for reducing uncertainties of experimental data. The sediment density has significant effects in both sand and gravel ranges, and thus the use of grains with different density compared to natural sediment can impose significant effects on experimental results.
    Keywords: Sediment transport, Sensitivity analysis, Bed-roughness height, Water temperature (viscosity), Density}
  • رضا براتی، سیدعلی اکبر صالحی نیشابوری، گودرز احمدی
    در پژوهش حاضر یک مدل عددی سه بعدی برای شبیه سازی حرکت دانه های رسوب بر مبنای رویکرد اویلری-لاگرانژی توسعه داده شده است. نیروهایی که بر دانه های رسوب وارد می گردند شامل درگ، لیفت برشی، لیفت چرخشی (مگنوس)، شناوری، جرم اضافه شده، تاریخی بست و همچنین گشتاور چرخشی هستند. معادلات دیفرانسیل مومنتم غیرخطی مرتبه دوم برای محاسبه سرعت های خطی و زاویه ای و همچنین موقعیت دانه های رسوب استفاده شده اند. علاوه بر اینکه نوسانات جریان آشفته در سه جهت در مدل گنجانده شده است، قابلیت شبیه سازی حرکت دانه های رسوب به صورت پرش های متوالی از طریق یک مدل برخورد رسوبات در نظر گرفته شده است. این دو عامل منجر به ماهیت کاملا تصادفی مدل می شوند. صحت سنجی مدل توسعه داده از طریق بررسی اثر حداقل تعداد پرش لازم برای استقلال آماری نتایج و همچنین مقدار گام زمانی انجام شده است. اعتبار سنجی مدل با مقایسه داده های معتبر آزمایشگاهی با نتایج مدل برای محدوده ی ماسه ریز تا شن درشت در ارتباط با پارامترهای مختلف انتقال رسوب شامل طول پرش، ارتفاع پرش و سرعت متوسط پرش انجام شده است. به منظور بررسی صلاحیت مدل مفهومی اثر حذف برخی از نیروها و نوسانات جریان آشفته که در مطالعات پیشین بر روی استفاده از آن ها اتفاق نظری نبوده، مطالعه شده است. نتایج حاکی از آن است که مدل توسعه داده شده قابلیت آن را دارد که به عنوان یک آزمایشگاه عددی برای بررسی عوامل مختلف موثر بر انتقال رسوب در مرحله پیش بینی مورد استفاده قرار گیرد. این موضوع در بخش دوم این سری مقالات مد نظر قرار گرفته است.
    کلید واژگان: شبیه سازی عددی, مدل سه بعدی, رویکرد اویلری, لاگرانژی, انتقال رسوب, پرش رسوبات}
    Reza Barati, Seyed Ali Akbar Salehi Neyshabouri, Goodarz Ahmadi
    In the present research, a 3D numerical model of the sediment grain movement has been developed based on the Eulerian-Lagrangian perspective. The forces which act on sediment grains are non-linear drag force, the shear lift force, the rotational lift (Magnus) force, the buoyancy force, the added mass force, the Basset history force and torque. Second-order nonlinear ordinary differential equations have been used to calculate linear and angular velocity vectors and also the position of sediment grains. Two parts including turbulent fluctuations in 3D space and a stochastic bed-particle collision model have been considered in the modeling procedure. The verification of the developed model has been examined for two important issues including the minimum number of jumps for statistical convergence and the appropriate value of the time step. The validation of the model has been performed using reliable experimental data in terms of the saltation height, length and streamwise particle velocity for the ranges of fine sand to coarse gravel. To evaluate the qualification of the conceptual model, the effects of the elimination of some forces and turbulent fluctuations, where do not exist consensus on the use of these factors in the previous researches, have been studied. The results indicated that the developed model can be considered as a numerical lab to study different aspects of the sediment transport in the prediction step, which will be performed in the part B of this series.
    Keywords: Numerical simulation, 3D model, Eulerian-Lagrangian procedure, Sediment transport, Saltation}
  • حامد افسوس بی ریا، میر احمد لشته نشایی*، عطاالله قرابی، عبدالحمید مهرداد
    آبشکن ها یکی از مهمترین سازه ها برای حفاظت ساحل و رسوبات ساحلی به شمار می روند. این سازه ها به صورت مستغرق نیز می توانند استفاده شوند و حفاظت لازم را برای ساحل بدون هیچ تاثیر منفی در زیبایی منطقه فراهم آورند. در حال حاضر واکنش خط ساحلی نسبت به آبشکن های مستغرق به خوبی مشخص نیست. هدف از این مطالعه پیش بینی تغییرات خط ساحلی در مجاورت آبشکن های مستغرق و مقایسه آن با آبشکن های غیر مستغرق با توجه به داده های بدست آمده در منطقه دهنه سر سفیدرود که فرسایش جدی ساحل در آنجا وجود دارد، می باشد. شبیه سازی با استفاده از مدل یک خطی (one-line model) انجام شده است. نحوه کار بدین صورت است که با جاگذاری دبی رسوب بدست آمده از مدل عددی Mike21 و فرمول های تقریبی در مدل یک خطی که با استفاده از نرم افزار Matlab نوشته شده است، تغییر شکل خط ساحلی در حضور این سازه ها در منطقه مورد مطالعه بدست می آید. نتایج مطالعه حاضر نشان می دهد که استفاده از آبشکن های مستغرق جهت کنترل رسوبات و فرسایش ساحل بدون اینکه تاثیر نامطلوبی در زیبایی و اثرات مخرب زیست محیطی منطقه داشته باشد، می تواند موثر واقع گردد.
    کلید واژگان: آبشکن مستغرق, انتقال رسوب, تغییر شکل خط ساحلی, مدل یک خطی, دهنه سر سفیدرود}
    Hamed Afsoos Biria, Mirahmad Lashteh Neshaei *, Ataollah Ghabrai, Abdolhamid Mehrdad
    Groynes are one of the most prominent structures that used in shore protection to control the littoral sediment transportation. This structure can be used submerged and provide the necessary beach protection without negative aesthetic impact. Although, submerged structures adopt for beach protection, the shoreline response to these structures is not well understood at present. The objective of this study is to predict sediment transport in the vicinity of submerged groyne and comparison with non-submerged groyne with focus on a part of the coast at Dahane SAR Sefidrood, Guilan Province, Iran where serious coast erosion has occurred. The simulations were obtained using a one-line model, in this paper, a linear model is presented to estimate, shoreline deformation in the presence of these structures. The result of the present study show that using submerged groyne can have a good efficiency to control the sediment and beach erosion without causing severe environmental impact to the coast. The important outcome from this study may be employed in optimum design of groyne systems in marine projects.
    Keywords: Submerged groyne, Sediment transport, shoreline deformation, one, line model, Dahane SAR Sefidrood}
  • Gholam Abbass Barani, Mehdi Shahrokhi Sardo
    In river meandering, when flow passes through a bend, reduction of flow velocity and rising hydrostatic pressure cause super elevation phenomena at outer side and reduction of water surface at inner-side of the bend. A helical motion results, causing erosion of the outer side of the bend. Installation of submerged vanes on the stream bed can reduce erosion of the outer bank significantly. In this study, to investigate the effect of shape on van effectiveness, a physical model with a rectangular-section canal of 110*0.73*0.35(m) dimensions with two 90° and 180° bends, has been constructed. Overall 28 experiments were performed, using three shapes of submerged vanes (flat, angled and curved). These vanes were installed on the bed of 90° and 180° bends of model with arrays of one, two and three vanes in parallel and zigzag patterns. Three curved vanes installed in parallel pattern on 90°-bend and zigzag pattern on 180-bend can be more effective in river bank protection.
    Keywords: Sediment transport, submerged vanes, River bend, angled vanes, curved vanes}
  • حسین آسیایی، حسین منتصری
    الگوی فرسایش و رسوبگذاری در قوس رودخانه ها بدلیل وجود جریان حلزونی دارای پیچیدگی فراوانی است. غالب مطالعات انجام شده در زمینه مورفولوژی رودخانه ها به مطالعه تغییرات توپوگرافی بستر پرداخته اند و مکانیسم های شکل گیری و تغییرات تراز بستر ناشناخته مانده اند. در تحقیق حاضر روند شکل گیری توپوگرافی بستر در یک کانال قوسی 180 با آبگیر جانبی و مکانیسم های ورود رسوبات به آبگیر توسط مدل SSIIM2 شبیه سازی شده است. برای مشاهده نحوه شکل گیری فرم های بستر، مدل با زمان های مختلف اجرا شده و خروجی ها با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. همچنین اثر دبی آبگیری بر نحوه حرکت رسوبات و مکانیسم های ورود رسوبات به آبگیر بررسی شده است. نتایج حاصل از مدل عددی نحوه حرکت رسوبات در قوس، مکانیسم های ورود رسوبات به آبگیر، محل تشکیل دیون های متناوب در بالادست آبگیر، محل تشکیل پشته های رسوبی را به خوبی شبیه سازی نموده است. همچنین توپوگرافی بستر در زمان تعادل و ارتفاع تراز بستر در مقاطع عرضی مختلف با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است و خطای محاسبه شده نشان داد که بیشترین اختلاف در جلوی دهانه آبگیر می باشد.
    کلید واژگان: شبیه سازی عددی, توپوگرافی بستر, قوس 180 درجه, آبگیر جانبی, تزریق رسوب}
    Hossein Asiaei, Hossein Montaseri
    The mechanism of flow and sediment transport in channel bend is much complex. Because of secondary current, the sediment moves away from outer bank toward inner bank and therefore outer bank of the bend is one of best positions for lateral diversion. In this paper, the mechanism of sediment transport was simulated with SSIIM software in the U shape channel with lateral intake. In order to verify the numerical model results used in Montaseri’s lab studies, The position of injection was upstream of bend and sediment injection rate was approximately is equal to 250 gr/min and Frude number is equal to 0.32. The SSIIM numerical model solves the Navier-Stokes equations with the k-ε model on a three-dimensional. The bed load can be calculated Van Rijn’ formula. The numerical model has been implemented at various times to see how the formation and development of bed forms in the U shape channel with lateral intake. The numerical results show that the prediction of development of bed forms, mechanism of sediment entry to intake, location of intermittent dune and location of sediment accumulation are in fairly good agreement with experimental data and the maximum error occurred in front of intake.
    Keywords: sediment transport, U shape channel, lateral intake, injection of sediment, bed form}
  • محمد صادق مقصودی، مهدی شفیعی فر*
    روش هیدرودینامیک ذرات هموار، یک روش عددی لاگرانژی مبتنی بر مقیاس ذره و مناسب برای مسائل هیدرودینامیک سطح آزاد است. کد عددی SPHysics از جمله کدهایی است که با روش SPH میدان سیال را حل می کند. این کد متن باز قادر به حل محیط سیال تک فاز و محدود به سیالات نیوتنی است. در این تحقیق با توسعه کد دو بعدی سریال SPHysics به یک مدل دو فازی غیرنیوتنی با مدل بینگهام، مساله شکست سد با بستر متحرک ناشی از رسوبات به روش SPH مدل سازی شده است. برای توسعه مدل از تعریف یک ترم جدید برای فشار افزوده استفاده شده است. سپس مدل برای مسائل مختلف شبیه سازی مورد استفاده قرار گرفته و نتایج با مدل های مشابه و داده های آزمایشگاهی مقایسه شده است. در انتها نیز از مدل برای شبیه سازی مساله شکست سد در بستری از رسوبات که به صورت سیال غیرنیوتنی بینگهام مدل شده، مورد استفاده قرار گرفته است و نتایج با مدل MPS و نتایج آزمایشگاهی صحت سنجی شده است. نتایج نشان می دهند مدل SPH توانایی خوبی در مدل سازی مساله با تلاش اجرایی معقول در مقایسه با روش MPS دارد.
    کلید واژگان: SPH, شکست سد, انتقال رسوب, دوفازی, غیر نیوتنی}
    M. S. Maghsoudi, M. Shafieefar*
    Smoothed Particle Hydrodynamic method is a Lagrangian numerical particle method, best fitted for free surface hydrodynamics. SPHysics is one of the most well-known computer models based on SPH. However, this open source code is limited to one-phase Newtonian fluid problems. In this research, after developing the standard serial SPH code to a two-phase non-Newtonian model, the movable bed dam break problem has been modeled. An added pressure term is used in the pressure equation of state. Afterward, the model has been used for various problems and the validity of results was evaluated by related numerical models and experiments. Finally, the model has been challenged with modeling of dam break movable bed material by non-Newtonian Bingham model and compared with MPS method and experimental results.
    Keywords: SPH, Dam break, Sediment Transport, Two, phase, Non, Newtonian}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال